Identifiquen un virus bacteriòfag que podria millorar els fertilitzants sense fer servir additius químics
Un estudi de la Fundació Bosch i Gimpera, dut a en col·laboració amb l’empresa Fertinagro Biotech, ha identificat i aïllat per primera vegada un virus bacterià (també anomenat bacteriòfag o fag) que és capaç d’eliminar bacteris del gènere Nitrosomonas, un tipus de bacteris que redueixen l’eficàcia dels fertilitzants. L’aplicació de fags contra aquests bacteris és una estratègia sostenible i ecològica que permet optimitzar l’ús dels fertilitzants, ja que se’n pot reduir la quantitat utilitzada i disminuir així els efectes perniciosos de l’excés d’aquests productes sobre el medi ambient. El treball, publicat a la revista The ISME Journal, del grup Nature, ha estat liderat per la Dra. Maite Muniesa, catedràtica i investigadora del Grup de Recerca de Microbiologia d’Aigües Relacionada amb la Salut (MARS) de la Facultat de Biologia de la Universitat de Barcelona. El Dr. Pablo Quirós, investigador del mateix grup de recerca i del Departament d’I+D+i de Fertinagro Biotech, és el primer autor de l’article.
Bacteris que deixen les plantes sense nitrogen
Els bacteris del gènere Nitrosomonas són un tipus de bacteris oxidants del nitrogen que són presents en sòls agrícoles i s’alimenten d’un element clau dels fertilitzants, el nitrogen en forma d’amoni o de nitrat. Aquests microorganismes deixen les plantes sense nitrogen disponible, de manera que els agricultors es veuen obligats a afegir més quantitat de fertilitzants, a més d’utilitzar altres productes químics inhibidors del creixement d’aquests bacteris, amb importants efectes contaminants. “L’excés de fertilitzants afecta també la fertilitat del sòl i el contamina, i aquesta contaminació arriba a les aigües subterrànies i als aqüífers, i fins i tot genera gasos contaminants que acabaran a l’atmosfera”, explica la Dra. Muniesa.
L’objectiu d’aquest projecte de col·laboració público-privada era trobar bacteriòfags capaços de limitar o de reduir la presència d’aquests bacteris del sòl, ja que així quedaria més nitrogen disponible per a les plantes i el procés de fertilització seria més efectiu i ecològic. “El bacteriòfag és totalment sostenible, perquè es un virus que es troba en sòls agrícoles, i per tant no caldria utilitzar inhibidors químics afegits”, argumenta la investigadora. I afegeix: “Els fags actuen com qualsevol altre virus: entren dins el bacteri i en segresten la maquinària per fer còpies de si mateix, que un cop generades acaben lisant la cèl·lula bacteriana per sortir-ne. A més, deixen de generar-se nous fags quan ja no queden bacteris per infectar”.
Uns bacteris esmunyedissos
Els investigadors van recollir mostres de terres agrícoles de diferents llocs per tractar d’aïllar virus capaços d’infectar nitrosomones. Un dels reptes del projecte ha estat aconseguir fer créixer aquests bacteris oxidants del nitrogen en el laboratori, ja que amb aquests microorganismes tan esmunyedissos els mètodes habituals no funcionen. “Per trobar el fag, primer cal aconseguir i fer créixer l’hoste, és a dir, el bacteri que ha de ser infectat, i poder així aïllar el virus. En aquest cas, les nitrosomones no creixen bé amb les tècniques que tenim a l’abast, de manera que ha estat un procés molt difícil, que finalment hem aconseguit fent servir cultius en medi líquid”, destaca la investigadora.
Un virus generalista que infecta diferents bacteris
Durant la recerca els investigadors van aconseguir aïllar quatre fags potencials; tot seguit, un cop els van haver analitzat i en van haver comparat els genomes, va resultar que era un mateix virus, que van anomenar ɸNF-1. “Amb quatre experiments independents amb terres de quatre sòls agrícoles diferents vam obtenir el mateix virus, i per tant creiem que deu ser el més abundant a l’exterior”, explica la investigadora.
A més, els resultats mostren que aquest fag funciona molt bé amb diferents espècies de nitrosomones i que també infecta altres bacteris oxidants del nitrogen. “Als terres rarament hi ha un sol tipus de bacteri; per tant, si sabem que aquest fag afecta diferents poblacions, això ens permetrà aplicar-ho a més llocs. És a dir, com més generalista sigui el fag, més opcions hi haurà que funcioni bé en diferents tipus de sòls”, destaca la Dra. Muniesa.
Nou projecte per testar l’efectivitat del fag en sòls agrícoles
La recerca sobre aquest bacteriòfag tan prometedor continua en marxa amb un nou projecte de col·laboració público-privada de tres anys de durada, finançat pel Ministeri de Ciència i Innovació, que té com a objectiu estudiar l’efectivitat del fag ɸNF-1 en condicions reals. En el projecte també hi participa, a més de l’equip de la Universitat de Barcelona i de Fertinagro Biotech, el Centre d’Edafologia i Biologia Aplicada del Segura (CEBAS-CSIC). “L’objectiu és aplicar el producte en un entorn real per comprovar-ne els efectes sobre les nitrosomones, però també descartar que no faci malbé altres poblacions, és a dir, que no sigui massa generalista i canviï la microbiota del sòl”, explica la Dra. Muniesa.
Tot i el potencial del nou bacteriòfag, la investigadora alerta que encara queda temps perquè arribi al mercat. “Encara s’han de definir aspectes clau, com la manera de produir-ne més quantitat i la dosi o la conservació adequades. Quan tinguem tot això, la idea seria afegir els fags als paquets de fertilitzants perquè sigui un producte més òptim, però encara ens queda molta feina per fer”, conclou.